Кафедра биохимии биологического факультета МГУ
Главная » Наука »

Механизмы регуляции экспрессии генов одновалентными катионами металлов

Группа занимается изучением Ca2+i-независимых механизмов транскрипции генов, экспрессия которых изменяется при ингибировании Na,K-ATPазы и действии других стимулов, приводящих к диссипации трансмембранного градиента ионов Na+ и K+.

Особое внимание уделяется генам раннего ответа, а также поиску их регуляторных элементов, чувствительных к одновалентным катионам металлов. Исследования проводятся совместно с Лабораторией конформационного полиморфизма белков в норме и патологии (ИМБ РАН) и с Лабораторией физико-химии биологических мембран (Биологический факультет МГУ).

Основные научные направления

  1. Дисбаланс внутриклеточных концентраций ионов Na+ и K+ как фактор, сопутствующий патофизиологическим состояниям клетки.
  2. Транскрипционный фактор Fos как регулятор экспрессии генов, чувствительный к одновалентным катионам металлов.
  3. G-квадруплексы как сенсоры одновалентных катионов металлов в клетке.
Группа Ольги Дмитриевны Лопиной

Руководитель

Лопина Ольга Дмитриевна

Лопина Ольга Дмитриевна

Ведущий научный сотрудник кафедры биохимии, доктор биологических наук, профессор.
Комната:
138

136, 138, 167 комнаты

od_lopina@mail.ru 

klimanova.ea@yandex.ru 

Состав группы

Должность ФИО
Профессор, доктор биол. наук Лопина Ольга Дмитриевна
Профессор, доктор биол. наук Рубцов Александр Михайлович
Доцент, кандидат биол. наук Климанова Елизавета Андреевна
Научный сотрудник, кандидат биол. наук Букач Олеся Владимировна
Младший научный сотрудник Федоров Дмитрий Андреевич
Аспирант Горбунов Андрей Михайлович
Студент Квитко Ольга Евгеньевна
Студент Полинова Виолетта Игоревна

Основные достижения 

  • Впервые описана регуляция биодоступности IGF, опосредованная специфичным протеолизом белка, связывающего IGF, 4 (IGFBP-4) под действием протеазы PAPP (Pregnancy-associated plasma protein A) в сердечной и нервной ткани в норме. Показано, что высвобождение IGF в нервной ткани в основном происходит в результате протеолитического расщепления IGFBP-4 PAPP-A, секретируемого астроцитами.
  • В контексте патологических процессов, продемонстрировано усиление биодоступности IGF при патологической гипертрофии и воспалительных реакциях в миокарде.
  • Изучается рекомбинантное антитело, специфически ингибирующее активность PAPP-A (формат одноцепочечных вариабельных фрагментов – ScFv).

Основные работы

  • Elizaveta A. Klimanova, Irina Yu Petrushanko, Vladimir A. Mitkevich, Anastasia A. Anashkina, Sergey N. Orlov, Alexander A. Makarov, and Olga D. Lopina. Binding of ouabain and marinobufagenin leads to different structural changes in Na,K-ATPase and depends on the enzyme conformation. FEBS Letters, 589(19 Pt B):2668–2674, 2015.
  • M. Tverskoi, S. V. Sidorenko, E. A. Klimanova, O. A. Akimova, L. V. Smolyaninova, O. D. Lopina, and S. N. Orlov. Effects of ouabain on proliferation of human endothelial cells correlate with Na+,K+-ATPase activity and intracellular ratio of Na+ and K+. Biochemistry (Moscow), 81(8):876–883, 2016.
  • A. Klimanova, A. M. Tverskoi, S. V. Koltsova, S. V. Sidorenko, O. D. Lopina, J. Tremblay, P. Hamet, L. V. Kapilevich, and S. N. Orlov. Time- and dose dependent actions of cardiotonic steroids on transcriptome and intracellular content of Na+ and K+: a comparative analysis. Scientific reports, (7):1–11, 2017.
  • Kirill Danilov, Svetlana Sidorenko, Kseniya Milovanova, Elizaveta Klimanova, Leonid V. Kapilevich, and Sergei N. Orlov. Electrical pulse stimulation decreases electrochemical Na+ and K+ gradients in C2C12 myotubes. Biochemical and Biophysical Research Communications, 493(2):875–878, 2017.
  • Svetlana V. Sidorenko, Elizaveta Klimanova, Kseniya Milovanova, Olga D. Lopina, Leonid V. Kapilevich, Alexander V. Chibalin, and Sergei N. Orlov. Transcriptomic changes in C2C12 myotubes triggered by electrical stimulation: role of Ca-mediated and Ca-independent signaling and elevated [Na]i/[K]i ratio. Cell Calcium, (76):72–86, 2018.
  • Elizaveta A. Klimanova, Svetlana V. Sidorenko, Larisa V. Smolyaninova, Leonid V. Kapilevich, Svetlana V. Gusakova, Olga D. Lopina, and Sergei N. Orlov. Ubiquitous and cell type-specific transcriptomic changes triggered by dissipation of monovalent cation gradients in rodent cells: Physiological and pathophysiological implications. Current topics in membranes, 83:107–149, 2019.
  • Alexandra A. Shiyan, Svetlana V. Sidorenko, Dmitry A. Fedorov, Elizaveta A. Klimanova, Larisa V. Smolyaninova, Leonid V. Kapilevich, Grygorczyk Ryszard, and Sergei N. Orlov. Elevation of intracellular Na+ contributes to expression of early response genes triggered by endothelial cell shrinkage. Cellular Physiology and Biochemistry, 53(4):638–647, 2019.
  • A. Klimanova, S. V. Sidorenko, A. M. Tverskoi, A. A. Shiyan, L. V. Smolyaninova, L. V. Kapilevich, S. V. Gusakova, G. V. Maksimov, O. D. Lopina, and S. N. Orlov. Search for intracellular sensors involved in the functioning of monovalent cations as secondary messengers. Biochemistry (Moscow), 84(11):1280–1295, 2019.
  • D. Lopina, A. M. Tverskoi, E. A. Klimanova, S. V. Sidorenko, and S. N. Orlov. Ouabain-induced cell death and survival. Role of a1-Na,K-ATPase-mediated signaling and [Na+]i/[K+]i-dependent gene expression. Frontiers in physiology, 11, 2020.
  • Elizaveta A. Klimanova, Svetlana V. Sidorenko, Polina A. Abramicheva, Artem M. Tverskoi, Sergei N. Orlov, and Olga D. Lopina. Transcriptomic changes in endothelial cells triggered by Na,K-ATPase inhibition: A search for upstream Na+i/K+i sensitive genes. International Journal of Molecular Sciences, 21(21), 2020.
  • Segei N. Orlov, Artem M. Tverskoi, Svetlana V. Sidorenko, Larisa V. Smolyaninova, Olga D. Lopina, Nickolai O. Dulin, and Elizaveta A. Klimanova. Na,K-ATPase as a target for endogenous cardiotonic steroids: what’s the evidence? Genes & Diseases, 8:259–271, 2021.
  • Olga D. Lopina, Dmitrii A. Fedorov, Svetlana V. Sidorenko, Olesya V. Bukach, and Elizaveta A. Klimanova. Sodium ions as regulators of transcription in mammalian cells. Biochemistry (Moscow), 87(8):789–799, 2022.
  • Olga D. Lopina, Svetlana V. Sidorenko, Dmitry A. Fedorov, and Elizaveta A. Klimanova. G -quadruplexes as sensors of intracellular Na+/K+ ratio: Potential role in regulation of transcription and translation. Biochemistry (Moscow), 89(Suppl. 1):S262–S277, 2024.
  • Olga E. Kvitko, Dmitrii A. Fedorov, Svetlana V. Sidorenko, Olga D. Lopina, and Elizaveta A. Klimanova. Accumulation of li ions triggers changes in Fos, Jun, Egr1, and Myc transcription in the LiCl-treated human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). Biochemistry (Moscow), 89(10):1–7, 2024.
  • Gorbunov Andrei, Fedorov Dmitrii, Kvitko Olga, Lopina Olga, Klimanova Elizaveta. Isolated human Fos promoter in plasmid DNA is overactive. bioRxiv, 10.11.617784, 2024